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Concept
Génération de seconde harmonique
Résumé
vignette|Niveaux d'énergie impliqués dans la création de SHG
La génération de seconde harmonique (GSH ou SHG en anglais, également appelé doublage de fréquence) est un phénomène d'optique non linéaire dans lequel des photons interagissant avec un matériau non linéaire sont combinés pour former de nouveaux photons avec le double de l'énergie, donc avec le double de la fréquence ou la moitié de la longueur d'onde des photons initiaux.
La génération de seconde harmonique, en tant qu'effet optique non linéaire d'ordre pair, n'est autorisée que dans les milieux sans centre d'inversion .
C'est un cas particulier de génération de somme de fréquence (2 photons), et plus généralement de génération d'harmonique. La (un cas particulier de conversion spontanée basse) est son processus inverse, où un seul photon conduit à une paire de photons ayant chacun la moitié de l'énergie incidente (et donc la moitié de la fréquence), et se produit en parallèle de la GSH, avec une probabilité plus faible cependant .
300px|Schéma de la conversion d'une onde excitatrice en SHG dans un milieu non linéaire
Ce phénomène, découvert peu après le laser à rubis, est encore très utilisé aujourd'hui pour augmenter la fréquence des lasers visibles vers l'ultraviolet ou les rayons X faibles.
Le doublage de fréquence est également un processus de communication radio : il a été développé au début du et a été utilisé avec des fréquences de l'ordre du mégahertz (MHz), comme un cas particulier de .
vignette| Un électron (violet) est mis en mouvement par un champ oscillant sinusoïdal, le champ électrique lumineux excitateur. Mais parce que l'électron est dans un environnement d'énergie potentielle anharmonique (courbe noire), le mouvement des électrons est "non" sinusoïdal. Les trois flèches montrent la décomposition en série de Fourier du mouvement: La flèche bleue correspond à la susceptibilité ordinaire (linéaire), la flèche verte correspond à la génération de seconde harmonique et la flèche rouge correspond à la rectification optique.
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